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JPH1163932A - ワイヤボンディングにおけるワイヤの高さ検査方法 - Google Patents

ワイヤボンディングにおけるワイヤの高さ検査方法

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Publication number
JPH1163932A
JPH1163932A JP9227825A JP22782597A JPH1163932A JP H1163932 A JPH1163932 A JP H1163932A JP 9227825 A JP9227825 A JP 9227825A JP 22782597 A JP22782597 A JP 22782597A JP H1163932 A JPH1163932 A JP H1163932A
Authority
JP
Japan
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wire
height
camera
image
inspection
Prior art date
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Pending
Application number
JP9227825A
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English (en)
Inventor
Hironori Kusuki
弘典 楠木
Hirofumi Matsuzaki
浩文 松崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9227825A priority Critical patent/JPH1163932A/ja
Publication of JPH1163932A publication Critical patent/JPH1163932A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤボンディング後のワイヤの高さの検査
を効率よく行うことができるワイヤボンディングにおけ
るワイヤの高さ検査方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 カメラ８の焦点を基準高さに固定してワ
イヤ６を撮像し、得られたワイヤ画像より、ワイヤ６の
横断方向の輝度分布を求める。この輝度分布よりピンぼ
けの度合いを数値化し、数値化された結果と基準高さか
らの高さ方向のずれ量との関係を高さ変換テーブルとし
て予め求めておく。ワイヤの高さ検査に際してはワイヤ
画像のピンぼけ度合いに基づいて高さ変換テーブルから
ずれ量を求めるようにしているので、その都度カメラ８
を上下動させて焦点をワイヤ６に合わせることなくワイ
ヤ６の高さを求めることができ、したがってワイヤボン
ディング後のワイヤの高さ検査を迅速に行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップと基板を接
続するワイヤボンディングにおけるワイヤの高さ検査方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】チップと、チップが搭載されたリードフ
レームやプリント基板などの基板をワイヤで接続するワ
イヤボンディングは、次のようにして行われる。まず、
キャピラリツールの下端部から下方へ導出されたワイヤ
の下端部とトーチとの間で電気的にスパークを発生さ
せ、ワイヤの下端部にボールを形成した後、キャピラリ
ツールを下降させてボールを基板に搭載されたチップの
上面にボンディングする。次いで、キャピラリツールを
一旦上方に移動させた後に、キャピラリツールの下端部
を所定の軌跡を描かせながら基板のパッドに向かって下
降させワイヤを基板にボンディングする。そしてワイヤ
ボンディング後には、チップやワイヤを保護するため、
樹脂封止が行われる。
【０００３】樹脂封止が行われる前に、ワイヤボンディ
ングの状態を確認するための検査が行われ、正常なワイ
ヤボンディングが行われているか否かが検査される。こ
の検査の１つの項目としてワイヤの高さ検査がある。こ
のワイヤの高さのばらつきが大きい場合には、ワイヤ相
互の短絡などの不良の発生原因になるため、このワイヤ
ボンディング後の検査ではワイヤの高さを高い信頼性で
かつ効率よく検査できる方法が求められる。
【０００４】従来は、上記のワイヤの高さ検査はレーザ
変位計によってワイヤの高さ方向の位置を検出する方法
や、ワイヤをカメラで観察してワイヤに焦点が合うまで
カメラを上下動させ、このときのカメラの上下移動量か
らワイヤの高さを求める方法が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
変位計を用いる方法や、カメラを上下動させる方法は、
１つの検査点について相当の検査時間を要する。ワイヤ
ボンディング後の検査では１つのチップで数十、数百の
ワイヤについて検査を行う必要があり、従来の検査方法
をそのまま適用すれば膨大な検査時間を要することにな
るため、全数検査を行うことが事実上不可能であった。
【０００６】そこで本発明は、ワイヤボンディング後の
ワイヤの高さの検査を効率よく行うことができるワイヤ
ボンディングにおけるワイヤの高さ検査方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ングにおけるワイヤの高さ検査方法は、基板上に搭載さ
れたチップのパッドと基板のパッドを接続するワイヤを
カメラで撮像し、得られた画像データに基づいてワイヤ
の高さを検査するワイヤの高さ検査方法であって、カメ
ラの焦点を予め設定された基準高さに合わせる工程と、
ワイヤをカメラにより撮像する工程と、画面上のワイヤ
の画像のピンぼけの度合いを数値化する工程と、数値化
結果に基づいてワイヤの基準高さからの高さ方向のずれ
量を求める工程と、このずれ量を予め設定された判定基
準値と比較する工程とを含む。
【０００８】上記構成の本発明によれば、カメラで撮像
されたワイヤのピンぼけの度合いを数値化し、この数値
をあらかじめ求められたデータに基づいて基準高さから
のずれ量に変換することにより、カメラを上下動させて
焦点をワイヤに合わせることなくワイヤの高さを迅速に
検査することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のワ
イヤボンディングにおけるワイヤの高さ検査装置の構成
を示すブロック図、図２（ａ）は同ワイヤボンディング
が行われる基板の平面図、図２（ｂ）は同ワイヤボンデ
ィングが行われる基板の側面図、図３は同ワイヤの高さ
検査方法を示すフローチャート、図４（ａ）は同ワイヤ
の部分拡大画像図、図４（ｂ）は同ワイヤ画像の輝度分
布を示すグラフ、図５（ａ）は同ワイヤの部分拡大画像
図、図５（ｂ）は同ワイヤ画像の輝度分布を示すグラ
フ、図６は同ワイヤの高さ方向のずれ量を示す高さ変換
テーブルのグラフである。
【００１０】まず、図１を参照してワイヤボンディング
におけるワイヤの高さ検査装置の構成を説明する。図１
において、可動テーブル１上には基板２が載置されてい
る。基板２上にはチップ４が搭載されている。基板２の
パッド３とチップ４のパッド５はワイヤ６によって接続
されている。可動テーブル１の上方にはＺテーブル９が
配設されており、Ｚテーブル９にはカメラ８が装着され
ている。可動テーブル１を駆動することにより基板２は
水平方向に移動し、チップ４と基板２を接続するワイヤ
６をカメラ８の下方に位置決めする。カメラ８はＺテー
ブル９により上下動し、カメラ８の下方に位置決めされ
たワイヤ６を撮像する。
【００１１】カメラ８にはＡＤ変換部１２が接続されて
いる。ＡＤ変換部１２はカメラ８に取り込まれた撮像デ
ータを画像データにＡＤ変換する。画像処理部１３はＡ
Ｄ変換された画像データを取り込み、画像処理演算を行
う。判定部１４は画像処理の結果に基づき、ワイヤ６の
高さ方向のずれの判定を行う。駆動部１５はＺテーブル
９の上下動の駆動を制御する。表示部１６は検査画面を
表示するモニタである。高さ変換テーブル記憶部１７は
ワイヤ画像の処理結果から高さ方向の位置ずれ量を求め
る変換データを記憶する。判定基準記憶部１８は高さ方
向のずれ量の判定基準値を記憶する。
【００１２】次に、図２を参照してワイヤボンディング
後の状態について説明する。図２（ａ）、（ｂ）におい
て、基板２上には、チップ４が搭載されている。チップ
４の上面には縁部に沿って多数のパッド５が形成されて
いる。また、基板２上にはチップ４のそれぞれのパッド
５に対応した位置にパッド３が形成されている。チップ
４のパッド５と基板２のパッド３を接続するようにワイ
ヤ６がボンディングされている。チップ４のパッド５と
基板２のパッド３は図２（ｂ）に示すように同一平面上
にはなく高度差があり、ボンディングされた後のワイヤ
６は立体的な形状となっている。
【００１３】図２（ａ）に示すように、ワイヤ６は平面
視した状態では、チップ４の周囲に放射状に配列されて
いる。２０はカメラ８にて一度に撮像する範囲を示して
おり、この視野２０上でワイヤ６の高さ検査が行われ
る。なお図２では、チップ４の周囲には１６本のワイヤ
がボンディングされているが、実際には１つのチップに
は一度に数１０本、場合によっては数１００本のワイヤ
がボンディングされる。なお、図２（ｂ）に示すＦは、
後述するワイヤ６の基準高さである。
【００１４】このワイヤボンディングにおけるワイヤの
高さ検査装置は上記のような構成より成り、次にワイヤ
の高さ検査方法について図３のフローに沿って各図を参
照しながら説明する。まず、図１においてチップ４が搭
載された基板２が可動テーブル１上に載置される。次に
可動テーブル１を駆動して基板２を水平移動させ検出対
象であるワイヤ６をカメラ８の下方に位置させる。
【００１５】次にカメラ８の焦点をワイヤ６の基準高さ
に合わせる（ＳＴ１）（図２（ｂ）に示す高さＦ参
照）。この状態でカメラ８によりワイヤ６を撮像する
（ＳＴ２）。撮像されたデータはＡＤ変換部１２を経て
画像処理部１３に読み込まれる。次に、ワイヤ６の画像
のピンぼけ度合いを数値化する（ＳＴ３）。
【００１６】ここで、ワイヤ画像のピンぼけ度合いの数
値化について図４、図５を参照して説明する。図４
（ａ）、図５（ａ）は、視野２０内で撮像されたワイヤ
６の画像を示している。図４（ａ）は、撮像時のカメラ
８の焦点が合った状態の、図５（ａ）は焦点がはずれた
状態、いわゆるピンぼけの状態の画像を示す。また、図
４（ｂ）、図５（ｂ）は、それぞれ図４（ａ）、図５
（ａ）に示す走査線Ｓ１、Ｓ２上でのワイヤ６の画像の
輝度分布を示すものである。図４（ａ）ではカメラ８の
焦点があっており、画面上ではワイヤ６の画像と背景画
像との境界が明瞭に現れるため、図４（ｂ）に示す輝度
分布のグラフＧ１は境界線から輝度が急に上昇する急峻
な輝度分布となっている。
【００１７】これに対し、図５（ｂ）で示す画像では、
ワイヤ６に対してカメラ８の焦点があっていないため、
ワイヤ６の画像と背景画像との境界は明瞭に現れず、こ
の不明瞭分だけワイヤ６の画像の幅は太く現れる。この
ため走査線に沿った輝度分布のグラフＧ２は図４（ｂ）
に示す輝度分布のグラフＧ１と比較してなだらかな形状
となっている。
【００１８】すなわち、ワイヤ６の撮像時にカメラ８の
焦点が合っている場合と、合っていない場合とでは、得
られた画像データに基づいて求められたワイヤ画像の輝
度分布にその違いが明瞭な形で現れる。したがって、こ
の違いを何らかの形で数値化することによって、ピンぼ
けの度合いを数値的に求め（以下、この数値化されたピ
ンぼけの度合いを「ピンぼけ係数」という。）、このピ
ンぼけ係数を実際のワイヤ６の高さ方向のずれ量（カメ
ラ８の焦点が合わされた基準高さとの差）と対応させる
ことにより、カメラ８を固定したままで、ワイヤ６の高
さ位置を求めることができる。
【００１９】本実施の形態では、ピンぼけ係数を求める
方法として、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す輝度分布の
グラフＧ１、Ｇ２の輝度曲線の平均勾配を用いる。すな
わち、ピントが合っている場合にはワイヤ６の輪郭は最
もシャープに現れることから、輝度曲線は最も急な立ち
上がりを示す。したがって輝度曲線の平均勾配は最大と
なり、この場合にピンぼけ係数は最大となる。これに対
し、ピントがずれていればいるほどワイヤ画像幅は広
く、したがって輝度曲線はなだらかとなり輝度曲線の平
均勾配は小さく、ピンぼけ係数はピンぼけの度合いに応
じて小さくなる。
【００２０】図６は、このようにして求められたピンぼ
け係数と、実際のワイヤ６の高さ方向のずれ量ｄ（焦点
があった状態での基準高さとの差）との関係をグラフＧ
３で示した高さ変換テーブルである。図６で示すよう
に、カメラ８の焦点がワイヤ６に正確にあった状態での
ずれ量は０であり、この状態でピンぼけ係数は最大とな
っている。そしてずれ量ｄが大きくなるに従ってピンぼ
け係数は減少する。
【００２１】再び図３のフローに戻り、ＳＴ３にて求め
られたピンぼけ係数に基づき、上記グラフＧ３より基準
高さからのワイヤ６のずれ量ｄを求める（ＳＴ４）。こ
こで、求められたずれ量ｄを予め設定された判定基準値
と比較し、ずれ量ｄが図６に示すＡの範囲、すなわちず
れ量ｄが小さく品質上安全と見なされる範囲（安全範
囲）であるか否かが判断される（ＳＴ５）。そして安全
範囲であれば直ちに良判定がなされる。これに対し、ず
れ量ｄが安全範囲以外であれば、図６のＢの範囲（危険
範囲）に該当するか否かが判断される（ＳＴ６）。そし
てＢの範囲に該当する場合には後述のステップにてさら
に詳細な高さ検査が行われ、ずれ量ｄがＢの危険範囲を
超えるもの、即ちＣの範囲であれば直ちに不良判定がな
される。
【００２２】次に、ＳＴ６にて危険範囲であると判定さ
れた場合に追加で行われるワイヤ６の高さ検査方法につ
いて説明する。この検査は、いわゆるグレーゾーンに属
する計測点に対してさらに詳細に検査を行うものであ
る。まず、Ｚテーブル９を駆動しカメラ８を上下動させ
てカメラ８の焦点をワイヤ６に合わせる（ＳＴ７）。次
いでこの上下動作時のカメラ８の移動距離を読みとり、
この移動距離に基づいてワイヤ６の高さを求める。そし
て求められたワイヤ６の高さが許容範囲内であるか否か
が判断され（ＳＴ９）、許容範囲であれば良判定が、許
容範囲を超えていれば不良判定がなされる。
【００２３】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えばピンぼけ係数の定義として上記実施の
形態では、輝度曲線の平均勾配を用いているが、要は焦
点がずれることによって輝度分布上現れる変化を数値的
に表現できるような定義であればよく、例えば輝度分布
上のピーク点の高さと輝度分布曲線の底辺の比などであ
ってもよい。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、カメラで撮像されたワ
イヤのピンぼけの度合いを数値化し、数値化された結果
と基準高さからの高さ方向のずれ量との関係を予め求め
ておき、ワイヤの高さ検査に際しては撮像されたワイヤ
画像のピンぼけ度合いによりずれ量を求めるようにして
いるので、その都度カメラを上下動させて焦点をワイヤ
に合わせることなくワイヤの高さを求めることができ、
したがってワイヤボンディング後のワイヤの高さ検査を
迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のワイヤボンディングに
おけるワイヤの高さ検査装置の構成を示すブロック図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディ
ングが行われる基板の平面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディングが行
われる基板の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のワイヤの高さ検査方法
を示すフローチャート
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のワイヤの部分拡
大画像図 （ｂ）本発明の一実施の形態のワイヤ画像の輝度分布を
示すグラフ
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態のワイヤの部分拡
大画像図 （ｂ）本発明の一実施の形態のワイヤ画像の輝度分布を
示すグラフ
【図６】本発明の一実施の形態のワイヤの高さ方向のず
れ量を示す高さ変換テーブルのグラフ
【符号の説明】
１ 可動テーブル ２ 基板 ３ パッド ４ チップ ５ パッド ６ ワイヤ ８ カメラ ９ Ｚテーブル １２ ＡＤ変換部 １３ 画像処理部 １４ 判定部 １５ 駆動部 １６ 表示部 １７ 高さ変換テーブル記憶部 １８ 判定基準記憶部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に搭載されたチップのパッドと基板
    のパッドを接続するワイヤをカメラで撮像し、得られた
    画像データに基づいてワイヤの高さを検査するワイヤの
    高さ検査方法であって、カメラの焦点を予め設定された
    基準高さに合わせる工程と、ワイヤをカメラにより撮像
    する工程と、画面上のワイヤの画像のピンぼけの度合い
    を数値化する工程と、数値化された結果に基づいてワイ
    ヤの前記基準高さからの高さ方向のずれ量を求める工程
    と、このずれ量を予め設定された判定基準値と比較する
    工程とを含むことを特徴とするワイヤボンディングにお
    けるワイヤの高さ検査方法。
JP9227825A 1997-08-25 1997-08-25 ワイヤボンディングにおけるワイヤの高さ検査方法 Pending JPH1163932A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001124530A (ja) * 1999-10-27 2001-05-11 Hitachi Ltd 立体形状検出方法及び装置、並びに検査方法及び装置
JP2009071051A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Toyota Motor Corp ボンディングワイヤ検査装置およびボンディングワイヤ検査方法
JP2009176826A (ja) * 2008-01-22 2009-08-06 Fujikura Ltd プリント配線板の検査方法及びその装置
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CN111868901A (zh) * 2018-03-28 2020-10-30 东丽工程株式会社 工具高度调整装置以及具有该装置的芯片部件转印装置

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